工程流体力学习题及答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/5/27 19:22:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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vpdp

解:压力输水管模型实验取雷诺数相等即

?p?vmdm?m,若?p??m,

2dmQmvmdm11?1?2???l??????ll2vdQvd?8 (c) pppl则m,而p7.8 判断层流或紊流的无量纲量是:(a)弗劳德数Fr;(b)雷诺数Re;(c)欧

拉数Eu;(d)斯特劳哈尔数Sr。

vp解:判断层流和紊流的无量纲数为雷诺数,当Re?2300为层流,否则为紊流。(b)

7.9 在安排水池中的船舶阻力试验时,首先考虑要满足的相似准则是:(a)雷诺

数Re;(b)弗劳德数Fr;(c)斯特劳哈尔数Sr;(d)欧拉数Eu。 解:在安排船模阻力试验时,理论上要满足雷诺准则和弗劳德准则,但Re数

和Fr数同时分别相等是很难实现的,而且Re数相等在试验条件又存在困难,因此一

般是取实船 和船模的弗劳德数相等。(b) 7.10弗劳德数Fr代表的是 之比:(a)惯性力与压力;(b)惯性力与重力;(c)惯性力与表面张力;(d)惯性力与粘性力。 解:(b) 7.11在安排管道阀门阻力试验时,首先考虑要满足的相似准则是:(a)雷诺数Re;

(b)弗劳德数Fr;(c)斯特劳哈尔数Sr;(d)欧拉数Eu。 解:由于管道阀门阻力试验是粘性阻力,因此应满足雷诺数Re相等。(b)

7.12欧拉数Eu代表的是 之比:(a)惯性力与压力;(b)惯性力与重力;(c)惯性力与表面张力;(d)惯性力与粘性力。 解:(a)

第8章 圆管中的流动

选择题:

8.1 水在垂直管内由上向下流动,相距

压管水头差h,两断面间沿程水头损失

l的两断面间,测

h hf,则:

hf?h; h?h?l;

(b)f(a)

h?l?h; (c)f

(d)f。

解:上测压管断面为1,下测压管断面为2,设上测压管高度为h1,下测压管高度为h2,列1→2伯努利方程,由

lh?l习题8.1图z1?于速度相等,故为(a)。

p1??z2?p2??hf,故

hf?l?p1??p2??l?h1?h2?h,答案

8.2 圆管流动过流断面上的切应力分布为:(a)在过流

.

.

断面上是常数;(b)管轴处是零,且与半径成正比;(c)管壁处是零,向管轴线性增大;(d)按抛物线分布。

(a)(b)(c)(d)习题8.2图 解:由于圆管中呈层流,过流断面上速度分布为抛物线分布,设为

?r2?duu?umax?1?2??????crR??,由牛顿内摩擦定律dr(c为常数),故在管轴

中心r?0处,切应力为零,r?R处,切应力为最大,且?与半径成正比,称 为切应力呈K字分布,答案(b)。

8.3 在圆管流动中,紊流的断面流速分布符合:(a)均匀规律;(b)直线变化规

律;(c)抛物线规律;(d)对数曲线规律。 解:由于紊流的复杂性,圆管的紊流速度分布由半经验公式确定符合对数分

布规律或者指数分布规律。答案(d)。

8.4 在圆管流动中,层流的断面流速分布符合:(a)均匀规律;(b)直线变化规

律;(c)抛物线规律;(d)对数曲线规律。 解:对圆管层流流速分布符合抛物线规律。答案(c)。 8.5 变直径管流,小管直径d1,大管直径d2?2d1,两断面雷诺数的关系是:(a)

Re1?0.5Re2;Re?Re2;Re?1.5Re2;Re?2Re2。

(b)1(c)1(d)1Re?

解:圆管的雷诺数为处流速

VdV?,由于小管直径d1处的流速1是大管直径d2?2d1V2的4倍,即V1?4V2,故Re1?2Re2,答案(d)。

8.6 圆管层流,实测管轴上流速为0.4m/s,则断面平均流速为:(a)0.4m/s;(b)

0.32m/s;(c)0.2m/s;(d)0.1m/s。

解:圆管层流中,管轴处的流速为最大,而断面平均流速是最大流速的一半,

m因此平均流速为0.2

s,答案(c)。

8.7 圆管紊流过渡区的沿程摩阻因数?:(a)与雷诺数Re有关;(b)与管壁相对

ks/d有关;k/d有关;(c)与Re及s(d)与Re及管长l有关。

解:从实验可知,紊流过渡区的沿程摩阻因数?与雷诺数Re及相对粗糙

粗糙

.

.

ks度d均有关。答案(c)。

8.8圆管紊流粗糙区的沿程摩阻因数?:(a)与雷诺数Re有关;(b)与管壁相对

ks/d有关;k/d有关;

(c)与Re及s(d)与Re及管长l有关。

ks解:圆管紊流粗糙区又称为阻力平方区,沿程摩阻因数?仅与d有关,

粗糙

而与Re无关。答案(b)。

8.9 工业管道的沿程摩阻因数?,在紊流过渡区随雷诺数的增加;(a)增加;(b)

减少;(c)不变;(d)不定。

解:由穆迪图可以看出,工业管道的沿程摩阻因数减小的。答案(b)。

8.10两根相同直径的圆管,以同样的速度输送水和空气,不会出现

管内为层流状态,气管内为紊流状态;

?随雷诺数的增加是

?情况。?a?水

?b?水管,气管内都为层流状态;?c??d?水管,气管内都为紊流状态。

水管内为紊流状态,气管内为层流状态;

Re? 解:由于空气的运动粘度大约是水运动粘度的10倍,

的Vd相等时,水为层流状态,则空气肯定也层流状态。(a)

8.11圆管内的流动状态为层流时,其断面的平均速度等于最大速度的

Vd?,当这两种流体

?倍。

解:圆管内的流态为层流时,断面的平均流速是最大速度的0.5倍。(a) 8.12紊流附加切应力是由于

?a?0.5;?b?1.0;?c?1.5;?d?2.0

?而产生的。?a?分子的内聚力;?b?分子间的动量交

换;重力;紊流元脉动速度引起的动量交换。

解:紊流的附加切应力是由于紊流脉动,上下层质点相互掺混,动量交换所

引起的。(d)

8.13沿程摩阻因数不受Re数影响,一般发生在

?c??d??。?a?层流区;?b?水力光滑区;

?不受Re影

?c?粗糙度足够小时;?d?粗糙度足够大时。

解:当雷诺数足够大时,此时为阻力平方区,该区域沿程摩阻因数

响,而从穆迪图上看,该区域往往管壁粗糙度足够大。(d) 8.14圆管内的流动为层流时,沿程阻力与平均速度的

?a?1;?b?1.5;?次方成正比。

?c?1.75;?d?2

.

.

解:当流动为层流时,沿程阻力与平均速度的1次方成正比。(a) 8.15两根直径不同的圆管,在流动雷诺数Re相等时,它们的沿程阻力因数??。

?a?一定不相等;?b?可能相等;?c?粗管的一定比细管的大;?d?粗管的一定

比细管的小。

解:在管流中,当流动Re数相等时,沿程摩阻因数?可能相等,也可能不相等,这

还要由管壁粗糙度及紊流三个阻力区来决定。(b)

选择题:

【9.1】【9.2】【9.3】

.

第九章边界层理论

汽车高速行驶时所受到的阻力主要来自于?。

?a?汽车表面的摩擦阻力;?b?地

面的摩擦阻力;?c?空气对头部的碰撞;?d?尾部的旋涡。

解:

?d?

边界层内的流动特点之一是?。

?a?粘性力比惯性力重要?b?粘性力与惯性力量

级相等

?c?压强变化可忽略?d?流动速度比外部势流小。

解:在边界层中粘性力和惯性力是同数量级。

?b?

边界层的流动分离发生在?。

?a?物体后部?b?零压梯度区?c?逆压梯度区?d?后驻点。

解:边界层产生分离的根本原因是由于粘性的存在,条件是逆压梯度的存在。

?c?